При S > 0 имеем пространственные меры времени: — период; — поверхность времени; — объем времени.
При S < 0 — частотные меры времени: — частота; — угловое ускорение; — гиперчастота S-порядка.
Измерение времени существенно отлично от измерения «длины», так как не существует «абсолютно твердого тела», которое могло бы служить «мерой» интервала. Это второе положение должно выразить «Нетелесную сущность» понятия «время». Известна мысль Аристотеля: «время — число движения».
Но здесь нужно вспомнить о работе Дж.Б.Брауна, опубликованной в 1941 году. Он тщательно рассмотрел процедуру измерения времени.
Все знают, что время нельзя измерять «линейкой». Браун обратил внимание на измерение астрономического времени, которое состоит в получении «отсчетов» при совпадении определенной «неподвижной звезды» с перекрестием телескопа. Эти отсчеты названы «моментами». Наблюдатель называет эти «моменты» порядковыми числами и становится любимой фигурой тех математиков, которым желательно иметь «конструктивное определение натурального ряда». Однако этот наблюдатель ничего не может сказать о «расстоянии» между моментами, так как это требует гипотезы «равенства интервалов». Но математики очень красиво обошли эту физическую трудность. Было предложено «измерять интервал» между «моментами» с помощью угловой меры. Действительно, мы имеем плоское циклическое движение: звезда регулярно совпадает с перекрестием, а между двумя «моментами» находится под углом от 0 до 2 относительно оси телескопа.
Вывод из анализа процедуры измерения времени может быть такой:
Измерение времени использует циклический процесс, что сообщает характеру движения два свойства:
-
Дискретность отсчетов;
-
Замкнутость траектории.
Таким образом введены два класса понятий:
1) пространственные понятия ;
2) временные понятия .
Их соединение даст полную систему универсальных понятий .
7. Стандартное изображение законов природы
Оживим наши понятия. Если предыдущие рассуждения справедливы, то приравнивание величин = const может быть стандартным изображением законов природы.
(1609 г.) Закон Кеплера: «Радиус-вектор планеты за равные промежутки времени заметает равные площади»
(1619 г.) Закон Кеплера: «Отношение куба радиуса планеты к квадрату периода обращения есть величина постоянная»
(1686 г.) Закон сохранения количества движения, или Закон сохранения импульса (Ньютон)
(1686 г.) Закон всемирного тяготения (Ньютон)
(1800 г.) Закон сохранения момента количества движения (Лаплас)
(1842 г.) Закон сохранения энергии (Р.Майер)
(1789, 1855 гг.) Закон сохранения мощности (Лагранж, 1789; Максвелл, 1855).
Мы видим, что наряду с хорошо известными законами: сохранения импульса, момента количества движения и энергии, обнаруживается и малоизвестный закон сохранения мощности.
8. Тензорное выражение закона природы
Согласно принципу инвариантности «общие законы природы должны быть выражены через уравнения, справедливые во всех допустимых координатных системах, то есть эти уравнения должны быть ковариантными относительно любых подстановок» (А.Эйнштейн).
Сущностью закона природы может считаться эмпирически подтвержденное обобщение — утверждение о том, «что некоторая величина остается инвариантом, независящим от выбранной системы координат (независящим от точки зрения наблюдателя) в определенном классе систем» = const.
Рассмотрим запись закона в координатах. С этой целью будем связывать величины таблицы Ди-Бартини с соответствующими тензорами. Сделаем оговорку относительно правила написания индексов. Степень длины (положительная) дает число контрвариантных индексов, которые будем писать справа вверху, а отрицательная степень времени дает число ковариантных индексов справа снизу. Для обратных величин индексы пишутся слева и меняются местами: отрицательные степени длины — ковариантны, а положительные степени времени — контрвариантны. При таком расположении индексов любая величина таблицы может быть легко опознана. Покажем это на примере кинематики точки. Уравнение в координатах принимает вид:
где — длина пути, пройденного точкой; — смещение; — скорость; — ускорение; — изменение ускорения; и т.д. = 1, 2, 3.
Следует заметить, что в приведенной записи ВРЕМЯ имеет три измерения, то есть мы работаем в (3 + 3)-мире Бартини, а не в (3 + 1)-мире Эйнштейна. Это различие масштабов времени по различным направлениям здесь закладывается с самого начала, что приводит к ясному пониманию неравенства «поперечного» и «продольного» времени, которое доставило массу неприятностей физикам начала XX века.
Запишем теперь известные законы в тензорной форме:
закон Кеплера: К = () = 0, или = 0;
закон Ньютона: Н = () = 0, или = 0;
закон Лапласа: Л = () = 0, или = 0;
закон Майера: М = () = 0, или = 0;
закон Максвелла: m = () = 0, или .
Подведем предварительные итоги.
Достарыңызбен бөлісу: |